토양수분장력 토양수분의 종류 측정방법

토양수분장력

토양수분장력은 토양입자와 물분자 간에 작용하는 장력입니다.

이 장력은 흡착력과 응집력으로 구성됩니다.

흡착력은 토양입자와 고체 및 액체 계면의 물분자 간에 작용하며,

응집력은 고체와 액체 계면의 물분자와 계면에서 더 떨어진 물분자들 간에 작용합니다.

이 두 힘의 합력으로 보유되는 수분은 모세관적인 토양 소공극을 채우고 대공극에서는 토양입자의 주위에 비교적 두꺼운 수막을 형성합니다.

물의 막이 두꺼워짐에 따라 토양수분장력이 약해지므로 막의 외부에 있는 수분은 중력의 작용 또는 다른 힘에 의하여 입자로부터 떨어져 이동하기가 쉽습니다.

 

일반적으로 장력의 차이에 따라 토양수분의 종류를 분류합니다.

토양이 수분을 보유하는 힘인 토양수분장력, 즉 토양입자와 토양입자를 둘러싼 수막의 최외층 물분자 간의 장력은 이와 맞먹는 압력을 가지는 물기둥의 높이의 대수값인 pF로 표시됩니다.

예를 들어 pF 4.0의 수분은 10,000cm의 물기둥의 압력으로 결합되어 있는 수분을 나타냅니다.

토양수분장력과 함수량과의 관계에서 토성에 따라 곡선 모양이 달라지는 것은 입도의 차이로 생기는 여러 가지 공극분포 때문입니다.

토양의 수분함량이 감소함에 따라 수분장력이 증가하는 경향은 토성에 따라 다릅니다.

사토의 경우 pF 1.8까지의 증가는 완만하고, 다른 두 토양의 경우는 pF의 변화가 급격합니다.

점토의 함량과 함수량과의 관계에서는 같은 함수량에서의 수분장력은 점토함량에 비례함을 알 수 있으며,

이는 점토함량이 높을수록 흡착 표면적이 증가하고 공극의 직격이 감소하기 때문입니다.

 

토양수분은 식물의 성장에 중요한 역할을 합니다.

토양수분장력을 이해하고 적절히 관리하는 것은 농작물의 생산성과 건강에 영향을 미칩니다.

토양수분을 측정하고 적절한 관수를 제공하는 것은 농업 및 환경 관리에 필수적입니다.

 

토양수분의 종류

 

토양수분은 토양입자와 물분자 간에 작용하는 장력으로, 흡착력과 응집력으로 구성됩니다.

다양한 종류의 토양수분이 있으며, 이를 물리학적으로 분류할 수 있습니다:

 

1. 지하수:

지하수면을 생각하면 됩니다. 토양이 포화 상태이며, 토양 내 모든 공극이 물로 채워져 있습니다. (0 kPa)

2. 중력수 (pF = 0 < 2.0):

토양의 큰 공극에 존재합니다. 자연 중력에 의해 토양에서 배수되는 수분입니다. (-10 kPa ~ -33 kPa)

3. 모관수 (pF = 2.5~4.5):

토양의 작은 공극에 존재하며, 대부분 작물에 이용될 수 있는 유효한 수분입니다.

식물 뿌리가 쉽게 흡수할 수 있는 수분입니다.

이 범위 내에서 토양수분장력이 낮을수록 식물이 물을 흡수하기 쉽습니다. (-33 kPa ~ -1500 kPa)

4. 팽윤수 (pF = 4.2~5.5):

식물의 이용이 불가능한 수분입니다.

5. 흡습수 (pF = 4.5~7.0):

토양 교질의 표면에 몇 개의 분자층으로 흡착되어 있으며, 무효한 수분입니다.

영구적 위축수라고 불리며, 식물이 흡수할 수 없는 수분입니다. (-1500 kPa 이하)

6. 결합수 (pF > 7.0):

토양의 고체 분자를 구성하는 수분입니다.

 

토양수분의 흡착력은 그 힘을 유지하는 물기둥의 높이를 나타내는 pF로 표시됩니다.

이는 토양의 수분 상태를 이해하고 적절한 관리를 위해 중요합니다.

토양수분을 측정하는 방법

 

토양수분을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 아래에서 몇 가지 주요한 방법을 설명해 드리겠습니다:

 

1. 텐시오미터 (Tensiometer)법:

    - 텐시오미터는 토양수분장력을 측정하는데 사용됩니다.

    - 세라믹 컵, 압력계, 그리고 물을 전달하는 관으로 구성됩니다.

    - 토양수분함량이 낮아지면 토양입자 간의 수분장력이 증가하고, 이로 인해 텐시오미터의 물이 컵을 통해 토양으로 스며 나오게 됩니다.

    - 텐시오미터는 상대적으로 습한 시설재배 토양에서 효과적으로 사용됩니다.

2. 중성자법 (Neutron Scattering):

    - 중성자수분측정기를 이용하여 토양의 수분함량을 측정합니다.

    - 중성자가 물분자의 수소원자와 충돌하여 반사되는 원리를 이용합니다.

    - 중성자수분측정기는 비파과적으로 동일 지점의 수분함량을 깊이별로 측정할 수 있습니다.

3. 전기저항법 (Electrical Resistance Method):

    - 토양의 전기저항이 수분함량에 따라 변하는 원리를 이용합니다.

    - 석고블록이나 중성자법과 같은 다른 방법과 함께 사용됩니다.

이러한 방법들은 토양의 수분 상태를 정확하게 파악하고 적절한 관리를 할 수 있도록 도와줍니다.

토양수분 측정은 농업 및 환경 관리에 매우 중요한 요소입니다.

140 - 잔디용어사전

http://www.ktri.or.kr/News/dictionary.asp?page=140

잔디용어사전

토양수분장력(토양수분포텐셜)

https://blog.naver.com/

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텐시오미터(토양수분장력), ph, ec는 작물에 어떤 영향을 미칠까?

https://m.blog.naver.com/hw05chc/222922108106

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KR20120072826A - 토양수분장력계를 이용한 관수제어장치

https://patents.google.com/patent/KR20120072826A/ko

KR20120072826A - 토양수분장력계를 이용한 관수제어장치 - Google Patents

행정정보 > 산림지식 > 생활속의산림 : 토양수분장력계

https://www.forest.go.kr/

산림청 - 행정정보 > 산림지식 > 생활속의산림

토양수분 [土壤水分, soil water]

http://www.yooill.co.kr/bbs/sub5_3/74138

토양수분 [土壤水分, soil water]

토양수분장력계

https://smartirrigation.co.kr/

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토양수분장력계(토양수분측정기)

http://agrobiz.co.kr/insiter.php?design_file=46962.php&article_num=138

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